很少学习的神经元对于大多数大脑功能可能是必不可少的

根据科学家很少被科学家分析的大脑中的神经元可能对大多数大脑功能来说至关重要Stefano Fusi，PHD以及哥伦比亚大学医学中心和麻省理工学院的其他神经科学家。这项研究发表在5月30日的自然。

该发现表明，许多研究可能必须重新评分以更好地了解大脑如何处理多个信息流，以使在日常生活中常见的复杂决策。

“为了做出决定，我们通常需要结合不同类型的信息。例如，在决定是否购买某些东西之前，我们需要权衡价格和我们的需求，”拉里·雅培，博士他是哥伦比亚大学的联席主任理论神经科学中心她没有参与这项研究。“Fusi的工作向我们展示了这种组合在神经回路中是如何完成的，并揭示了当神经元无法代表所需的组合时，错误就会出现。”

通常，当神经科学家研究大脑时，它们专注于仅响应一个特征而导致的神经元，例如，视觉刺激的颜色。想象一下，只有颜色的红色激活的神经元。这些神经元可以由多个不同的过程使用，但它们的消息始终保持相同：红色。这些研究导致了大脑是高度专业细胞的拼凑，每个都有一个信息。

但是大脑中的大多数细胞，尤其是在前额叶皮层，即处理最苛刻任务的地方，并没有以这种有序的方式运作。这些细胞对环境中各种各样的特征做出反应，对颜色做出反应，但在某种程度上取决于物体的形状或运动。所以他们可能会对红色圆圈有反应，但不会对红色三角形有反应。

这些多任务神经元的混乱信号具有令人困惑的神经科学家。

利用最近的机器学习进步，Fusi的团队设计了一种方法来分析这些多任务单元的活动，以了解他们在复杂的内存任务中播放的作用。研究人员将该方法应用于以前公布的猴子猴子的记忆试验Earl Miller的实验室在麻省理工学院彩虹学习和记忆研究所。

在实验期间，猴子呈现出图像并要求挑选出以前见过的那些。当猴子在任务上工作时，研究人员记录了200多个神经元的活动。

Fusi的分析表明，即使在高度专业化的神经元中也存在所有必要的信息，猴子似乎是正确召回图像的多任务神经元。

“当猴子犯错时，我们可以从录音中破译正确图像的身份。做出正确选择所需的信息存在于高度专门化的细胞中。但是猴子不能做出正确的决定，除非信息也在许多多任务细胞中分布，”Fusi说。

这项研究是第一个在多任务单元和行为中找到活动之间的相关性，“这是一个强大的指示，这些细胞对于大脑中大多数过程是必要的，”Fusi说。为了确定它们是否真的是必要的，下一步是操纵这些多任务神经元，以了解如何影响决策。

Fusi说，如果他们的结论是准确的，所有神经科学家都需要开始看多任务细胞。

“到目前为止，如果研究人员没有在某个区域发现专门的神经元，他们得出的结论是，大脑的那个区域不参与处理信号。现在已经不是这样了。”

“科学家需要从记录单一高度专业的神经元的活动，以同时记录许多多任务神经元。在这一点上可能需要重做或重新成分的研究。“

这盖茨比基金会， 这Swartz Foundation.和Kavli基金会支持这项研究。个别作者也得到了支持瑞士国家科学基金会授予PBSKP3-133357;这Janggen-Poehn基金会;这麦克奈基金会;这麦克唐奈基金会;NIMH补助金R37-MH087027;彩虹基金会;这大脑与行为研究基础;A.NARSAD青年科学家授予。